Cómo cargar correctamente la batería

En el mercado moderno de fuentes químicas de corriente continua reutilizable, las más comunes son las baterías de los siguientes seis tipos:

• Baterías de plomo ácido;

• Baterías de níquel-cadmio;

• Baterías de hidruro de níquel-metal;

• Baterías de níquel-zinc;

• Baterías de iones de litio;

• Baterías de polímero de litio;

Muchas personas a menudo tienen una pregunta muy razonable, ¿cómo cargar correctamente esta o aquella batería para no estropearla antes de tiempo, prolongar su vida útil tanto como sea posible y al mismo tiempo obtener una alta calidad de nuestro trabajo? Este artículo te ayudará a obtener una respuesta a esta pregunta en relación a los diferentes tipos de baterías de las más comunes en la actualidad.

El método tradicional más seguro para cargar baterías de plomo-ácido es la carga de CC, cuando su valor en amperios no supera el 10 % (0,1 C) del valor de la capacidad de la batería en amperios-hora.

A pesar de esta tradición, algunos fabricantes indican el valor exacto de la corriente de carga máxima permitida para una batería en particular, y esta cifra en amperios suele alcanzar el 20-30% (0.2C-0.3C) de la capacidad de la batería por amperios-hora.Entonces, si la batería tiene una capacidad de 55 amperios-hora, entonces una corriente de carga inicial de 5,5 amperios es la solución más segura.

Debe recordarse que el voltaje de una celda de una batería de plomo-ácido no debe exceder los 2,3 voltios, por lo tanto, al cargar con corriente continua, debe controlar el voltaje, por ejemplo, una batería de 12 voltios consta de 6 celdas de batería, lo que significa que el voltaje total al final del proceso de carga de la batería no debe exceder los 13,8 voltios.

Por ejemplo, si una batería de plomo-ácido con una capacidad de 100 amperios-hora se cargó con una corriente constante de 20 amperios, luego de 6-7 horas de dicha carga, el 90% de su capacidad ya estará cargada, entonces la constante debería se configurará en voltaje y después de 17 horas la carga se completará por completo.

¿Porque tan largo? A medida que la corriente caiga y el voltaje se acerque lentamente, exponencialmente al valor objetivo de 13,8 voltios. Una batería cargada de esta manera es fiable tanto para el funcionamiento intermedio como para el ciclo.

Hay otra forma de cargar baterías de plomo-ácido que es adecuada para el funcionamiento cíclico. Este método le permite cargar la batería durante 6 horas.

La corriente de carga se establece en el 20% de la capacidad de la batería en amperios-hora y el voltaje se establece en 14,5 voltios (para una batería con un voltaje nominal de 12 voltios), por lo que la batería se carga durante 5-6 horas. entonces el cargador se apaga...

Para ser honesto, debe tenerse en cuenta que los cargadores especializados modernos de alta calidad simplemente no permiten situaciones críticas durante el proceso de carga.

Las baterías de níquel-cadmio deben cargarse con precaución, por temor a sobrecargarse al final, porque en el proceso de carga del electrodo positivo de óxido de níquel, la evolución de oxígeno aumenta gradualmente y la tasa de utilización de corriente disminuye gradualmente. Entonces, el proceso de carga de una batería de níquel-cadmio va acompañado de un aumento en su presión interna.

Lo mejor es cargar las baterías de níquel-cadmio a temperaturas de +10 a +30 grados, ya que el electrodo negativo de cadmio absorbe el oxígeno a una velocidad óptima.

Para las baterías de rodillos cilíndricos, se permite la carga de alta velocidad porque los electrodos están firmemente ensamblados allí, pero su eficiencia de carga en el rango de corrientes de carga de 0.1C a 1C casi no cambia. En el modo de carga estándar para baterías de níquel-cadmio, en 16 horas la celda está completamente cargada de 1 voltio a 1,35 voltios a una corriente de 0,1 C, y en algunos casos 14 horas son suficientes.

Para acelerar la carga de algunas baterías modernas de níquel-cadmio, se puede aplicar una corriente continua aumentada, pero en este caso se requiere un sistema de control especial que no permita la recarga.

En general, las baterías de níquel-cadmio se pueden cargar de forma segura con una corriente constante de 0,2C-0,3C durante un período de 6 a 3 horas, solo es importante controlar el tiempo de carga. Aquí incluso permitimos recargar hasta un 120-140%, entonces la capacidad de descarga estará cerca de la clasificación de la batería.

Para las baterías de níquel-cadmio, el efecto memoria es inherente, por lo tanto, solo se debe cargar una batería completamente descargada; de lo contrario, debido a la subdescarga resultante, una doble capa eléctrica adicional, la batería no podrá descargar completamente la carga. completamente. Almacene las baterías de níquel-cadmio en un estado completamente descargado. Para cargar baterías de níquel-cadmio, así como para otros tipos, se producen cargadores especiales.

Las baterías de hidruro de níquel-metal se desarrollaron para reemplazar las baterías de níquel-cadmio. Con las mismas dimensiones, tienen un 20% más de capacidad y están libres del efecto memoria, por lo que se pueden cargar en cualquier estado. Sin embargo, si la batería de NiMH se ha almacenado parcialmente descargada durante más de 30 días, debe descargarse por completo antes de usarla y luego volver a cargarse por completo.

Es necesario almacenar las baterías de hidruro de níquel-metal en estado de carga parcial, aproximadamente al 40% de su capacidad nominal. Antes de cargar baterías nuevas para su uso, es útil entrenarlas descargándolas por completo y cargándolas 4-5 veces, luego la capacidad de trabajo de las baterías será mayor que sin tal entrenamiento.

Las condiciones de carga son similares a las de níquel-cadmio: a una corriente de 0,1 C, la carga durará de 15 a 16 horas, estas recomendaciones son estándar para todos los fabricantes de baterías de hidruro de níquel-metal; Al igual que las baterías de níquel-cadmio, las baterías de hidruro de níquel-metal son sensibles al sobrecalentamiento y no deben calentarse por encima de los 50 grados.

Las baterías de este tipo se cargan con corriente continua a un voltaje de 1,4 a 1,6 voltios por celda de batería, y una batería con un voltaje de 0,9 voltios se considera completamente descargada; una descarga adicional será perjudicial para la batería.

Cuando una batería de hidruro de níquel-metal está casi completamente cargada, comienza a calentarse más porque la fuente de energía ya no soportará la reacción química de la carga, y si la corriente de carga es lo suficientemente alta, la temperatura de la batería comienza. aumente bruscamente después de que se complete el proceso de arranque. Entonces, al instalar un sensor de temperatura, puede controlar el estado de carga mientras la temperatura máxima permitida no supera los +60 grados. Hay cargadores especiales disponibles para cargar baterías de hidruro metálico de níquel.

Una batería de níquel-zinc tiene un voltaje nominal de 1,6 voltios, es decir, para cargarla necesitas aplicarle 1,9 voltios, con una corriente de 0,25C. Se puede cargar completamente en 12 horas con un cargador especial y desde cualquier país.No tiene efecto memoria, pero para alargar la vida útil, aumentar el número de ciclos de trabajo de una batería de níquel-zinc, solo se necesita cargar a 90% de su capacidad.

De lo contrario, es similar a una batería de hidruro de níquel-metal, pero el voltaje de descarga aquí es de 1,2 voltios y el número de ciclos de trabajo es tres veces menor. La temperatura máxima permitida es de +40 grados.

Las baterías de iones de litio generalmente se cargan primero a una corriente constante de 0,2 C a 1 C a un voltaje de 4 a 4,2 voltios durante 40 minutos y luego a un voltaje constante de 4,2 voltios por celda. Si la carga se realiza con una corriente de 1C, el tiempo para cargar completamente la batería de iones de litio será de solo 2-3 horas.

Si el voltaje de carga supera los 4,2 voltios, se reducirá la vida útil de la batería de iones de litio. Además, se desaconseja encarecidamente recargar las baterías de iones de litio. esto conduce al hecho de que el metal de litio se deposita en el electrodo negativo y el oxígeno se libera activamente en el ánodo, como resultado de lo cual puede ocurrir una fuga térmica, un aumento de la presión dentro de la caja de la batería, y esto puede conducir a una disminución de presión.

Por lo tanto, es seguro y apropiado cargar la batería de iones de litio de tal manera que el voltaje no exceda el valor recomendado por el fabricante de la batería.

Algunas baterías de iones de litio contienen circuitos de protección que protegen la celda de iones de litio de la sobrecarga, la protección se activa cuando la temperatura de la batería alcanza los +90 grados. Algunas baterías tienen un interruptor mecánico incorporado que responde a la sobrepresión en la caja de la batería.

A menudo, un sistema de monitoreo integrado en una batería de iones de litio monitorea el valor del voltaje de carga de entrada, y cuando el valor cae dentro del rango permitido, comienza el proceso de carga; si se excede el voltaje límite o está por debajo del valor mínimo permitido, la carga simplemente no comenzará.

Sin embargo, debe tener cuidado con el proceso de carga de las baterías de iones de litio, controlar el voltaje y la corriente. Básicamente, cualquier dispositivo que use una batería de iones de litio a menudo tiene un cargador incorporado o viene con un cargador externo.

Las baterías de polímero de litio no difieren en la forma de carga de las baterías de iones de litio.La única diferencia es que una batería de polímero de litio contiene un electrolito similar a un gel, no un líquido, e incluso cuando se sobrecarga o se sobrecalienta, no explota como lo hace su contraparte de iones de litio, simplemente se hincha. Esto explica la tendencia de desplazamiento del mercado de las baterías de iones de litio de polímero de litio.

Lea también sobre este tema: ¿Cómo funcionan y funcionan las baterías?